DCS的控制说明使用介绍

经典word整理文档，仅参考，转Word此处可删除页眉页脚。本资料属于网络整理，如有侵权，请联系删除，谢谢！\\信号DCS系统包括控制节点、操作节点、通信网络。控制节点包括控制站，通信接口。操作节点包括工程师站，操作员站，服务器站，数据管理站。通信网络包括管理信息网，过程信息网，过程控制网，I/O总线。控制站硬件包括机柜，机笼，供电，卡件。机柜包括机笼、交换机、电源模块、端子板、卡件。机笼分为电源机笼和卡件机笼；卡件包括主控卡、数据转发卡、I/O卡件及端子板。现场接线箱里面包括接线端子和接线端子排。DCS的硬件体系结构考察DCS的层次结构，DCS级和控制管理级是组成DCS的两个最基本的环节。分散控制不同的DCS中，过程控制级的控制装置各不相同，如过程控制单元、现场控制现场控制单元FCU。过程管理级由工程师站、操作员站、管理计算机等组成，完成对过程控制级的集中监视和管理，通常称为操作站。DCS的硬件和软件，都是按模块化结\\构设计的，所以DCS的开发实际上就是将系统提供的各种基本模块按实际的需要组合成为一个系统，这个过程称为系统的组态。现场控制单元模块化结构可以根据过程监测和控制的需要配置成由几个监控点到数百个监控点的规模不等的过程控制单元。控制管理级之间采用总线连接，以实现信息交互。现场控制单元的硬件配置需要完成以下内容：插件的配置根据系统的要求和控制规模配置主机插件（CPU插件、I/O插件、通信插件等硬件设备；硬件冗余配置对关键设备进行冗余配置是提高DCS可靠性的一个重要手段，DCS通常可以对主机插件、电源插件、通信插件和网络、关键I/O插件都可以实现冗余配置。硬件安装不同的DCS，对于各种插件在插件箱中的安装，会在逻辑顺序或物理顺序上有相应的规定。另外，现场控制单元通常分为基本型和扩展型两种，构形式，即一个现场控制单元还包括若干数字输入/输出扩展单元，相互间采用总线连成一体。就本质而言，现场控制单元的结构形式和配置要求与模块化PLC的硬件配\\置是一致的。(2)操作站信息交互的操作接口。典型的操作站包括主机系统、显示设备、键盘输入设备、信息存程功能等等。另外，DCS操作站还分为操作员站和工程师站。从系统功能上看，前者主合在一起，仅用一个工程师键盘加以区分。1、人机界面，操作员站、工程师站、历史站，俗称上位机，用于操作设备，监视参数，系统组态，历史记录等；2、DPU，俗称下位机，用于执行系统逻辑、运算并发出指令；3、I/O模件，用于收集现场一次设备、元件的参数，硬接线实现，分模拟量和开关量等；4、继电器柜，用于执行DPU的指令，如设备启停等；5、系统电源柜，用于DCS系统电源供给，双路；6、数据高速公路，同轴电缆或双绞线，用于数据传输；\\7、数字交换机，用于联系上位机和下位机的枢纽；主要包括：现场监测站、现场控制站、操作员站、工程师站、上位计算机、通信网络1.控制回路运算提供辅助数据和信息。2.要对控制变量进行检测、处理，还要输出控制信号驱动现场的执行机构，自主实现生产过程的闭环控制。3.中管理等功能。4.工程师站主要用于对DCS进行离线的组态工作和在线的系统监督、控制与维护。工程师能够借助组态软件对系统进行离线组态，并在DCS在线运行时实时地监视DCS网络上各站的运行情况。5.上位计算机用于全系统的信息管理和优化控制。6.通信网络是集散控制系统的中枢，它连接DCS的监测站和控制站、操作站、工程师站、上位计算机等部分，完成各部分之间的数据、指令及其他信息的传递，进行数据和信息共享，从而实现整个系统协调一致地工作。\\？DCS是分布式控制系统的英文缩写（DistributedControlSystem），在中称之为集散系统，是相对于集中式控制系统而言的一种新型计算机控制系统，示和控制等4C技术，其基本思想是分散控制、集中操作、分级管理、配置灵活以及组态方便。首先，DCS的骨架—系统网络，它是DCS的基础和核心。由于网络对于DCS整个系统的实时性、可靠性和扩充性，起着决定性的作用，因此各厂家都在这方面进行了精心的设计。对于DCS的系统网络来说，它必须满足实时性的是网络的速率在任何情况下，网络通信都不能中断，因此多数厂家的DCS均采用双总线、环发生的，特别是操作员站，这样，网络重构会经常进行，而这种操作绝对不能影响系统的正常运行，因此，系统网络应该具有很强在线网络重构功能。DCS控制系统的功能组成典型的DCS体系结构分为三层，第一层为分散过程控制级；第二层为集中操作监控级；第三层为综合信息管理级。层间由高速数据通路HW和局域网络LAN两级通信线路相连，级内各装置之间由本级的通信网络进行通信联系。第一层：分散过程控制级分散过程控制级是DCS自于生产过程现场的传感器（如热电偶、热电阻等）、变送器（如温度、压力、液位、流量等）及电气开关（输入触点）等，其输出去驱动执行器（如调节阀、电磁阀、电机以及将现场工作情况信息整理后向操作站报告。装置。现场控制站具有多种功能——集连续控制、顺序控制、批量控制及数据采集功能为一身。（1）现场控制站的硬件构成现场控制站一般是标准的机柜式机模件、处理器模件、通信模件等部分组成。一般在机柜的顶部装有风扇组件，其目的是带走机柜内部电子部件所散发出来的热量；机柜内部设若干层模件安装单元，上层安装处理器模件和通信模件，中间安装I/O模件，最下边安装电源组件。机柜内还设有各种总线，如电源总线，接地总线，数据总线，地址总线，控制总线等等。现场控制站的电源不仅要为柜内提供以免干扰信号通过电源回路耦合到I/O通道中去。元是由一个完成控制或数据处理任务的处理器模件以及与其相连的若干个输入／输出模件所构成的（有点类似于IPC）。基本控制单元之间，通过控制网络CnetSnet，同理SnetCnet一个基本控制单元中，处理器模件与I/O模件之间的信息交换由内部总线完成。内部总线可能是并行总线，也可能是串行总线。近年来，多采用串行总线。（2）现场控制站的软件功能现场控制站的主要功能有6种，即数据采集功能、DDC控制功能、顺序控制功能、信号报警功能、打印报表功能、数据通信功能：集、变换、处理、显示、存储、趋势曲线显示、事故报警等。DDC控制功能：包括接受现场的测量信号，进而求出设定值与测量值的偏差，并对偏差进行PID控制运算，最后求出新的控制量，并将此控制量转换成相应的电流送至执行器驱动被控对象。按预先设定的顺序和条件，对控制的各阶段进行顺序控制。报警是以声音、光或CRT屏幕显示颜色变化来表示。印。数据通信功能：完成分散过程控制级与集中操作监控之间的信息交换。2.智能调节器类似于一般的盘装仪表，而其内部是由微处理器CPU、存储器RAM、ROM、模拟量和数字量I/0可以接受和输出4~20mA模拟量信号和开关量信号，同时还具有RS-232或RS-485等串行通信接口。一般有单回路、2回路、或4回路的调节器，控制方式除一般的单回路PID智能调节器不仅可以在一些重要场合下单独构成复杂控制系统，完成1~4个过机(即操作监控级)连成主从式通信网络，接受上位机下传的控制参数，并上报各种过程参数。可编程控制器即的是开关量输人、输出通道，用于执行顺序控制功能。在新型的PLC中，也提供了模拟量输入输出及PIDRS-485标准的异步的高可靠性和不断增强的功能，使它既层的一种控制单元。二、第二层集中操作监控级1所示的操作员对系统进行组态、监视和操作，对生产过程实行高级控制策略、故障诊断、质量评估等。集中操作监控级以操作监视为主要任务：把过程参数的信息集中化，对各个现场控制站的数据进行收集，并通过简单的操作，进行(如设定值、控制参数、报警状态等信息);另一个任务是兼有部分管理功能：进行控制系统的组态与生成。督管理人员的工程师操作站、监控计算机及层间网络联接器。一般情况下，一个DCS系统只需配备一台工程师站，而操作员站的数量则需要根据实际要求配置。DCS的操作员站是处理一切与运行操作有关的人-机界面功能的网络节制和调节，以保证生产过程的安全、可靠、高效、高质。(1)操作员站的硬件操作员站由IPCDCS一般都采用IPC来作为操作员站的主机及用于监控的监控计算机。特殊功能键的定义。由于DCS操作员的主要工作基本上都是通过CRT的，因此，操作控制台必须设计合理，使操作员能长时间工作不感吃力。另外在机。打印机是DCSDCS配备两台打印机，一台为普通打印机，用于生产记录报表和报警列表打印;另一台为彩色打印机，用来拷贝流程画面。(2)操作员站的功能由总貌画面、分组画面、点画面、流程图画面、趋势曲线画面、报警显示画面及操作指导画面等7种显示画面构成。工程师站是对DCS控制、维护的网络节点。其主要功能是提供对DCS进行组态，配置工具软件即组态软件，并通过工程师站及时调整系统配置及一些系统参数的设定，使DCS随时处于最佳工作状态之下。(1)工程师站的硬件计算机房内，工作环境较好，因此不一定非要选用工业型的机器，选用普通IPC的成本大幅下降，因而工程师站的计算机也多采用IPC。其它外设一般采用普通的标准键盘、图形显示器，打印机也可与操作员站共享。(2)工程师站的功能系统工程师站的功能主要包括对系统的组态功能及对系统的监督功能。组态功能：工程师站的最主要功能是对DCS进行离线的配置和组态工作。在DCS进行配置和组态之前，它是毫无实际应用功能的，只有在后，DCS才成为一个真正适合于某个生产过程使用的应用控制系统。系统工程和设定参数，用户无须编制程序。监督功能：与操作员站不同，工程师站必须对DCS本身的运行状态进I/O信情况等等。一旦发现异常，系统工程师必须及时采取措施，进行维修或调整，以使DCS能保证连续正常运行，不会因对生产过程的失控造成损失。另外还具有对组态的在线修改功能，如上、下限定值的改变，控制参数的修整，对检测点甚至对某个现场I/O站的离线直接操作。在集中操作监控级这一层，当被监控对象较多时还配有监控计算机;当需要与上下层网络交换信息时还需配备网间联接器。三、第三层综合信息管理级这一级主要由高档微机或小型机担当的管理计算机构成，如图12-1所示的顶层部分。DCS的综合信息管理级实际上是一个管理信息系统(ManagementlnformationMIS)，由计算机硬件、软件、数据库、各种规程和人共同组成的工厂自动化综合服务体系和办公自动化系统。MIS是一个以数据为中心的计算机信息系统。企业MIS可粗略地分为应尽可能独立，子系统之间通过信息而相互联系。DCS的综合信息管理级主要完成生产管理和经营管理功能。比如进行市场预测，经济信息分析;对原材料库存情况、生产进度、工艺流程及工艺参数进行生产统计和报表;进行长期性的趋势分析，作出生产和经营决策，确保最优化的经济效益。由于DCS将系统控制功能分散在各台计算机上实现，系统结构采用容错设计，因此某一台计算机出现的故障不会导致系统其它功能的丧失。靠性也得到提高。DCS采用开放式、标准化、模块化和系列化设计，系统中各台计算机采用局域网方式通信，实现信息传输，当需要改变或扩充系统功能时，其他计算机的工作。的控制系统。易于维护\\功能单一的小型或微型专用计算机，具有维护简单、方便的特点，当某迅速排除故障。作，以完成控制系统的总体功能和优化处理。控制算法丰富，集连续控制、顺序控制和批处理控制于一体，可实现串级、前馈、解耦、自适应和预测控制等先进控制，并可方便地加入所需的特殊控制算法。DCS的构成方式十分灵活，可由专用的管理计算机站、操作员站、工程师站、记录站、现场控制站和数据采集站等组成，也可由通用的服务器、工业化计算、统计报表、故障诊断